小玩具里藏科学
2021-03-25本刊综合
发明与创新·小学生 2021年3期
本刊综合

自动“下楼梯”的彩虹圈
彩虹圈是一种螺旋弹簧玩具,多采用塑料材质,色彩斑斓,仿佛穿着“彩虹衣”,非常好看。
玩法:
彩虹圈不仅可以拉伸着玩,更奇妙的是,我们把它的两个端面分别置于楼梯的两级台阶上,它在高处的端部会突然跃起,弯曲,落到低处台阶,然后另一端部跃起,重复这个过程,好像在翻着筋斗“下楼梯”。
小窍门:楼梯台阶高度要合适,彩虹圈才能顺利“下楼梯”。台阶不能比彩虹圈高太多,也不能太宽,否则彩虹圈中途会“摔倒”或停下来。
原理不简单:
能量可以被储存,不同形式的能量之间还可以相互转化。把铁球放在山坡上,它就有从高处往下滚的趋势,且高度越高,能量越大,这种能量是重力势能。当它真正开始往下滚时,重力势能变成动能,使其滚得越来越快。当它到达平地后,不再往下滚,能量全部用光。
彩虹圈不仅“下楼梯”时可以借助重力势能和动能之间的转化,它的弹簧结构还拥有弹性势能,无论你拉扯它还是挤压它,它都有往回弹的趋势。
彩虹圈的能量在重力势能、动能与弹性势能之间不断转化,直到彩虹圈落到平地,重力势能用完,它才会因为地面的阻力而停下来。
当彩虹圈被放在阶梯高处时,它存储了重力势能,“下楼梯”时,重力势能一点点转化成动能。下一层台阶后,动能会把彩虹圈压紧,这时动能转化成弹性势能。弹性势能让彩虹圈弹起,继续运动,落向下一层台阶。
隔球弹球的牛顿摆
牛顿摆是一种桌上玩具,由架子、金属球和吊绳组成。……
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